JP7043991B2 - Monitoring terminal - Google Patents
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Description
本発明は、環境情報の監視技術に関する。 The present invention relates to a technique for monitoring environmental information.
市街地などでのゲリラ豪雨による浸水状況や、熱中症の予防対策として特定地域における気温分布など、住民の生活環境に係る環境情報を監視して提供することは防災や市民サービスの観点から重要視されるようになっている。 It is important from the viewpoint of disaster prevention and citizen services to monitor and provide environmental information related to the living environment of residents, such as the inundation situation due to guerrilla rainstorms in urban areas and the temperature distribution in specific areas as a preventive measure for heat stroke. It has become so.
そこで、環境情報の監視装置及び監視システムとして、例えば水害による浸水の液面レベルを検出する液面センサ装置とこの液面センサ装置で取得された液面レベルの情報が送信されるホストコンピュータとを有する検知システムが提案されている(特許文献1)。 Therefore, as a monitoring device and a monitoring system for environmental information, for example, a liquid level sensor device for detecting the liquid level of inundation due to flood damage and a host computer for transmitting the liquid level information acquired by this liquid level sensor device are used. A detection system having a detection system has been proposed (Patent Document 1).
上記の監視装置は、低消費電力のためバッテリ動作が可能であるので電池の交換の頻度を減らすことができ、また、太陽電池を利用した場合には長期間での使用が可能となり維持管理のコストを低減できる。 Since the above monitoring device can operate on a battery due to its low power consumption, the frequency of battery replacement can be reduced, and when a solar cell is used, it can be used for a long period of time for maintenance. The cost can be reduced.
環境情報のリアルタイム監視のためには、計測監視装置を設置する必要があるが、上述の従来の監視装置及び監視システムは、電源引き込み工事等の電気工事や土木工事が必要となり、また、バッテリの交換頻度の低減を図る必要もある。 For real-time monitoring of environmental information, it is necessary to install a measurement monitoring device, but the above-mentioned conventional monitoring device and monitoring system require electrical work such as power lead-in work and civil engineering work, and the battery It is also necessary to reduce the frequency of replacement.
計測・通信装置の利用目的が、防災や市民サービスであり、より住民生活に密接しており、維持管理コストの観点以外に、計測装置に要求されるのは、信頼性が高く、維持管理が容易な装置が求められている。監視装置や監視システムを常に正常動作させるためには、電池交換やセンサの点検や修理などのメンテナンスの容易さが重要となっている。 The purpose of using the measurement / communication device is disaster prevention and citizen services, and it is more closely related to the lives of residents. In addition to the viewpoint of maintenance cost, the measurement device is required to have high reliability and maintenance. There is a demand for easy equipment. Ease of maintenance such as battery replacement and sensor inspection and repair is important for the normal operation of monitoring devices and systems.
本発明は、以上の事情に鑑み、環境情報の監視にあたりメンテナンスコストの低減を図りながらもメンテナンス性を向上させることを課題とする。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to improve maintainability while reducing maintenance costs in monitoring environmental information.
本発明の一態様は、監視端末であって、環境情報の監視場所に立設される端末本体部と、この端末本体部に取り付け可能な前記環境情報を検出する計測部と、前記端末本体部に取り付け可能である一方で前記検出された環境情報を外部に送信する通信部と、前記計測部及び前記通信部に電力を供給する電源部とを備え、前記電源部は、前記電力を供給する二次電池と、この二次電池の充電を行う太陽光パネルと、この太陽光パネルによる充電が不十分である場合に前記二次電池の充電に供される一次電池とを備える。 One aspect of the present invention is a monitoring terminal, which is a terminal body unit that is erected at a monitoring place for environmental information, a measurement unit that detects the environmental information that can be attached to the terminal body unit, and the terminal body unit. A communication unit that transmits the detected environmental information to the outside and a power supply unit that supplies power to the measurement unit and the communication unit are provided, and the power supply unit supplies the power. It includes a secondary battery, a solar panel for charging the secondary battery, and a primary battery used for charging the secondary battery when the charging by the solar panel is insufficient.
本発明の一態様は、携帯電話網若しくは低電力広域通信網を介した上位のサーバからの指令により、前記環境情報の計測処理、または計測周期若しくは送信周期の変更を行う制御部をさらに備える。 One aspect of the present invention further includes a control unit that performs measurement processing of the environmental information or changes in the measurement cycle or transmission cycle in response to a command from a higher-level server via a mobile phone network or a low-power wide area communication network.
本発明の一態様は、前記計測部により検出された環境情報に基づき当該環境情報の計測周期若しくは送信周期の変更を行う制御部をさらに備える。 One aspect of the present invention further includes a control unit that changes the measurement cycle or transmission cycle of the environmental information based on the environmental information detected by the measurement unit.
本発明の一態様は、前記計測部は前記環境情報としての水位を静電容量方式により計測する。 In one aspect of the present invention, the measuring unit measures the water level as the environmental information by the capacitance method.
本発明の一態様は、前記計測部の外筒は前記計測に供される電極の一つとして利用される。 In one aspect of the present invention, the outer cylinder of the measuring unit is used as one of the electrodes used for the measurement.
以上の本発明によれば、環境情報の監視にあたりメンテナンスコストの低減及びメンテナンス性の向上を図ることができる。 According to the above invention, it is possible to reduce the maintenance cost and improve the maintainability in monitoring the environmental information.
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に例示された監視端末1は、監視端末1が設置された所定の場所の環境情報を取得して外部に送信する。監視端末1は計測部3にて検出された監視場所10の環境情報を定期的に上位のサーバ6に送信する。また、サーバ6からの要求に基づき前記環境情報をサーバ6に送信する。さらに、前記環境情報(例えば、降雨強度)が所定の環境情報(例えば、警報閾値)を示すものであると当該環境情報をサーバ6に送信する。
The
監視端末1にて取得された環境情報のデータはクラウド上で管理され、遠隔監視可能となる。また、前記環境情報のデータはその位置情報に基づく地図情報にマッピングされ、視覚的に降雨強度状況等の環境状況の把握が可能となる。例えば、降雨強度データはクラウド上にデータ収集され、ユビキタスにデータの閲覧が可能となる。したがって、グラフィックユーザインターフェースで監視端末1の動作・故障情報や環境情報を表示できる。また、ユーザの端末にて計測地点の降雨強度を色分けしてシンボル表示、メッシュ表示させることができる。
The environmental information data acquired by the
サーバ6は、監視端末1から前記環境情報を受信すると、例えば、当該環境情報を付加した地図情報を出力する。このサーバ6は、例えば、自治体や民間会社が運用する情報提供サービスの拠点に配置される。そして、この情報提供サービスを利用するユーザはスマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータ等の表示端末7から前記情報提供サービスのホームページにアクセスすれば前記地図情報をリアルタイムに閲覧できる。
When the
(監視端末1の態様例)
監視端末1は、図1に示された端末本体部2、計測部3及び通信部4、さらには図2に示された電源部11及びCPU部12を備える。
(Example of mode of monitoring terminal 1)
The
端末本体部2は環境情報が監視される監視場所10に立設される。端末本体部2は監視場所10に応じた適宜な筒体に形成される。端末本体部2の構成材料としては、耐錆性に優れるステンレス鋼が好ましいが、表面に防錆処理を施した鋼材が適用される。さらに、端末本体部2に要求される強度に応じて、コンクート、セラミック等の鋼材以外の材料が適用される。また、端末本体部2の外面には、情報表示部5が備えられる。情報表示部5は、例えば、環境情報またはこの環境情報に基づく警報を表示可能である。
The
計測部3は、監視場所10の環境情報を検出する。前記環境情報としては、例えば、気温、湿度、気圧、降雨強度、日射量等の気象情報または放射線量、放射能等の特殊環境情報、監視場所10が冠水時の浸水深さ(水位)等のいずれか若しくはその組み合わせが挙げられる。前記環境情報の検出手段としては周知の計測器を適用すればよい。例えば、計測部3に降雨強度センサが適用された場合、監視端末1の上端側において配置される。降雨強度センサは、計測部3のセンサ本体の上端部における受水口から捕捉した降雨を水滴一つずつ滴下させて計数する水滴計数型のセンサであり、転倒枡雨量計に比べて降雨の細かい変化や、瞬間的な強度の計測が可能である。
The
また、計測部3は、定期的に起動して前記環境情報を検出し、その後、スリープ状態となり最小電力での待機モードへの移行が可能となっている。前記環境情報は、計測部3の記憶部に保存され、移動体通信網を介してサーバ6に送信されるようになっている。
Further, the
通信部4は、端末本体部2に取り付け可能である一方で、計測部3によって検出された環境情報をサーバ6に送信する。通信部4としては例えば特許文献2,3に開示された通信部インターフェースが適用される。
While the
電源部11は、計測部3、通信部4及びCPU部12に電力を供給する。
The
CPU部12は、図5,6のフローチャートに基づき計測部3を動作制御する制御部として機能する。
The
(電源部11の態様例)
監視端末1は、太陽光パネル21によるエネルギーハーベスト方式を採用し、そのバックアップとして一次電池23を備える。特に、低消費電力で二次電池20により間欠動作してエネルギー消費の低減できる動作方式(例えば、特許文献2,3)を採用している。
(Example of mode of power supply unit 11)
The
すなわち、電源部11は、図2に示されたように、二次電池20、太陽光パネル21、光発電回路22、一次電池23、電圧監視回路24、バッテリチャージャ25及び電源回路26を備えることにより、二つの電源系統を成す。
That is, as shown in FIG. 2, the
第一の電源系統は、太陽光パネル21により得られた電気エネルギーを電力としてバッテリチャージャ25に供給して二次電池20の充電を行う。
The first power supply system supplies the electric energy obtained by the
第二の電源系統は、雨天時等により太陽光パネル21による充電がまかなえず、さらに、監視端末1の使用の頻度により、二次電池20の電気エネルギーの容量が低下してきた際に、電気エネルギーを補填するために、大容量の一次電池23を利用する。通常は、光発電回路22を介して太陽光パネル21により二次電池20のトリクル充電を行い、常に満充電状態で使用可能状態にする。
The second power supply system cannot be charged by the
そして、監視端末1が起動時して計測動作する際、一次電池23の出力電圧が電圧監視回路24により検出されてCPU部12に供された後に通信部4により外部(例えばサーバ6)に電池電圧の残量情報として伝達される。
Then, when the monitoring terminal 1 starts and performs measurement operation, the output voltage of the
二次電池20は、バッテリチャージャ25により、充電される。二次電池20は、入力電圧がフロート電圧より低下した場合、自動的に負荷に電力を供給する。
The
具体的には、電源回路26の昇降圧コンバータを介して計測部3、通信部4及びCPU部12等の負荷に電力が供給される。より具体的には、雨天時、浸水モニタリング機能により消費電流を消費したとしても、雨天なので、太陽光発電による充電は期待できないが、必要最低限の電力エネルギーが二次電池20に供給される。例えば、二次電池20のフロート電圧が4.2Vから2.8Vに低下した場合であっても電源回路26の昇降圧コンバータにより例えば1.8V~6Vまでの入力動作範囲に対して3.3Vの出力電圧の生成が可能となる。
Specifically, power is supplied to the loads of the measuring
二次電池20としてはリチウム電池が例示される。二次電池20の容量は、太陽光パネル21による充電と、雨天稼働時の浸水状況や浸水稼働時の放電との関係が考慮されて、余裕のあるエネルギー容量が確保される。
A lithium battery is exemplified as the
また、二次電池20は、バックアップとして、バッテリの容量が低下して、一次電池23のエネルギー容量との関係で、バッテリチャージャ25を介して大容量の一次電池23により充電が可能であるとなおよい。そのために、バッテリチャージャ25が接続される光発電回路22及び一次電池23の出力側にはドロップ電圧の低いダイオード(例えば、ショットキバリアダイード)が実装される。
Further, as a backup, the
バッテリチャージャ25は、二次電池20がフロート電圧に達して満充電を維持できるように充電動作を行う。二次電池20の充電方式としては、フロート充電方式またはトリクル充電方式が例示される。フロート充電方式は、満充電になると電流が充電器内のバイパス回路を通ってバッテリへの負担をゼロにする。トリクル充電方式は、放電による容量損失を補うため常時微小な電流を流すことにより常に完全充電状態に維持する。
The
(CPU部12の態様例)
CPU部12は、低消費電力動作をするために、予め設定された周期に基づき間欠動作(スリープ状態と、起動状態)を行い、低消費電力的に動作する。特に、CPU部12は、スリープ時に消費電流の消費を抑え、起動時に、計測部3から供された電圧の値から浸水量(浸水の深さ)を算出して、必要な処理を行った後、通信部4を介して外部(例えばサーバ6)に情報を送信する。さらには、電源部11の電圧監視回路24から供された一次電池23の出力電圧を電池電圧の残量情報として前記外部に送信する。
(Example of a mode of the CPU unit 12)
The
(計測部3の態様例)
計測部3は浸水の計測法として静電容量方式を採用する。静電容量方式は、一対の絶縁された電極を水に浸し、電極間の静電容量から水位を検出する。この計測方式は、電極の腐食が発生しないことから、電極の腐食が生じ易い電気抵抗方式と比べて、メンテナンスコストの低減及びメンテナンス性の観点から有効である。
(Example of embodiment of measurement unit 3)
The measuring
静電容量方式に基づく水位計測の原理について以下に説明する。 The principle of water level measurement based on the capacitance method will be described below.
静電容量C[F]のコンデンサに周波数f[Hz]の交流信号源が接続されると、コンデンサのリアクタンスXc「Ω」はXc=1/(2πfC)(以下、式(1))により示される。 When an AC signal source with a frequency of f [Hz] is connected to a capacitor with a capacitance of C [F], the reactance Xc "Ω" of the capacitor is indicated by Xc = 1 / (2πfC) (hereinafter, equation (1)). Will be.
静電容量C[F]のコンデンサに流れる電流i[A]は、交流信号源の電圧がv[V]である場合、i=v/Xc=v2πfC(以下、式(2))により示される。 The current i [A] flowing through the capacitor of the capacitance C [F] is represented by i = v / Xc = v2πfC (hereinafter, equation (2)) when the voltage of the AC signal source is v [V]. ..
交流信号源である発信器から未知の静電容量Cのコンデンサを介して電流が発生する。前記発信器から出力された交流信号の周波数f[Hz]と電圧v[V]が一定であれば、式(2)により静電容量Cに比例した電流が流れる。この電流値を電圧値に変換し、さらに、A/D変換(アナログ-デジタル変換)すると、デジタル値は、静電容量Cに関係した数値を得ることができる。このデジタル値と静電容量Cと水位との関係をテーブル化しておけば、デジタル値から、水位の計測が可能となる。例えば、1KHz、1MHzの交流信号源の場合、計測部3の検出部30に流れる電流iを計測し、CPU部12にて電流の関数、静電容量Cを算出すれば、水深との関係を導き出すことが可能である。
A current is generated from a transmitter, which is an AC signal source, through a capacitor having an unknown capacitance C. If the frequency f [Hz] and the voltage v [V] of the AC signal output from the transmitter are constant, a current proportional to the capacitance C flows according to the equation (2). When this current value is converted into a voltage value and further A / D conversion (analog-digital conversion) is performed, the digital value can obtain a numerical value related to the capacitance C. If the relationship between the digital value, the capacitance C, and the water level is made into a table, the water level can be measured from the digital value. For example, in the case of an AC signal source of 1 KHz and 1 MHz, if the current i flowing through the
図3を参照して計測部3の具体的な態様例とその動作例について説明する。
A specific embodiment of the measuring
計測部3は、検出部30、発振回路31、駆動回路32、変換回路33及びフィルタ増幅回路34を備える。
The
検出部30は静電容量の計測に供される導体として一対の絶縁電極を備える。一対の絶縁電極の一つには、計測部3の外筒が適用される。
The
駆動回路32はCPU部12から制御信号を受けて発振回路31から出力された信号により起動した検出部30を駆動させる。
The
変換回路33は、検出部30の絶縁電極間での静電容量結合により検出された電流の値を、電圧の値に変換された後、所定の信号源を得るために、フィルタ増幅回路34を介して、CPU部12に出力する。CPU部12においてはA/D変換部により信号レベルの変換が行われる。電流iと静電容量Cとの関係は上述の式(2)により示される静電容量の関数として表われる。
The
図4(a)は静電容量と計測電流値との関係、同図(b)は静電容量と浸水深さとの関係を示す。このような両者の線形的な関係により、静電容量と浸水長さの関係を予め計測して、テーブル化しておけば、静電容量と浸水深さとの関係を直接把握できる。 FIG. 4A shows the relationship between the capacitance and the measured current value, and FIG. 4B shows the relationship between the capacitance and the inundation depth. By measuring the relationship between the capacitance and the inundation length in advance and creating a table based on such a linear relationship between the two, the relationship between the capacitance and the inundation depth can be directly grasped.
以下に監視端末1の動作例について説明する。
An operation example of the
(動作例1)
図5のフローチャートはサーバ6からの指令による監視端末1の計測周期変更処理(動作例1)、または、監視端末1自身が設定した定周期起動のための内部タイマによる起動により動作する処理を説明したものである。監視端末1は、低消費の電力動作をするために、定周期起動とスリープを繰り返す間欠動作、および、スリープ時に通信の下り回線を利用し、サーバ6からの計測周期変更の指令に基づき、起動させるような低消費電力動作を実行する。例えば、通常、監視端末1の健全性チェックのため、1日1回の通信周期が予め設定されているが、雨天時、浸水の可能性の際に、浸水程度に応じて、計測周期が、例えば、1時間周期計測または10分周期計測に変更される。動作例1の定周期動作と周期変更処理は以下のS101~S112の過程で実行される。
(Operation example 1)
The flowchart of FIG. 5 describes a process of changing the measurement cycle of the
S101:監視端末1のCPU部12は通信部4を介したサーバ6からの指令が計測周期変更の指令であるか否かの判断を行う。
S101: The
S102:CPU部12は、サーバ6からの指令が「計測周期の変更」である場合、計測周期の変更を行い、監視端末1の健全性チェックの周期から、浸水深さを知るためのタイミングで、監視端末1の内部タイマにおける次の起動時間を変更する。
S102: When the command from the
S103:前記起動の周期変更が完了すると、CPU部12は、スリープ処理によりスリープ状態となる。
S103: When the change of the activation cycle is completed, the
S104:CPU部12は、起動条件が内部タイマによって起動された「定周期計測処理」である場合にはS105の「計測処理」の過程に移行する。
S104: The
S105:CPU部12は計測部3の駆動回路32を駆動して、電圧を発生させて、検出部30から静電容量に対応した所定信号をフィルタ増幅回路34経路で得て、変換処理により、前記静電容量に基づく浸水深さの計測を実行する。
S105: The
S106:計測周期と送信周期が同じ設定となっている場合、前記計測された浸水深さの値は通信部4を介してサーバ6に送信される。例えば、計測周期10分、送信周期1時間の場合、送信処理は、1時間単位で10分毎の記録値をまとめて送信処理を行う。記録周期であって、送信周期でない場合、S105の計測処理後、CPU部12の内部メモリに記録されるが、S106内の送信処理は実行されない。S107のスリープに移行する。
S106: When the measurement cycle and the transmission cycle are set to be the same, the measured inundation depth value is transmitted to the
S107:送信周期で無い場合、計測処理による記録後、または、送信周期であった場合、前記浸水深さの値と、記録した未送信の浸水深さの値の送信が完了するとCPU部12はスリープ状態となる。
S107: When the transmission cycle is not set, after recording by the measurement process, or when the transmission cycle is set, the
S108:サーバ6からの指令が「現在値要求」である場合にはS109の「計測処理」に移行する。
S108: If the command from the
S109:計測部3は、CPU部12から「現在値要求」を受けると、S105の計測処理と同様に、現在値要求時点の浸水深さ求めるために、前記静電容量に基づく浸水深さの計測を実行する。
S109: When the measuring
S110:前記計測された浸水深さの現在値は通信部4を介してサーバ6に送信される。
S110: The current value of the measured inundation depth is transmitted to the
S111:前記現在値の送信が完了すると、CPU部12はスリープ状態となる。
S111: When the transmission of the current value is completed, the
S112:サーバ6からの指令が「周期変更」「定周期計測処理」「現在値」のいずれかの要求ではない場合、他の処理を行なう。
S112: If the command from the
(動作例2)
図6のフローチャートはサーバとの通信回線が上り回線しか用意されない場合の動作方式を説明する。例えば、携帯電話網は、上り回線,下り回線が用意されているが、LPWA(Low Power Wide Area 低電力広域通信網)などで、上り回線しか用意されていない場合、下り回線が無いため、動作例1のような下り回線による計測周期、送信周期などのパラメータ変更ができない。そこで、動作例2では、監視端末1が自立的に前記計測周期及び送信周期のパラメータの変更を行う。
(Operation example 2)
The flowchart of FIG. 6 describes an operation method when only an uplink is prepared as a communication line with the server. For example, the mobile phone network has an uplink and a downlink, but if only an uplink is prepared in an LPWA (Low Power Wide Area), etc., it operates because there is no downlink. Parameters such as measurement cycle and transmission cycle cannot be changed by the downlink as in Example 1. Therefore, in the operation example 2, the
動作例2では、定周期起動として、監視端末1の内部タイマによる起動(以下、タイマ起動)によって起動され、健全性チェックだけを行う。この健全性チェックは、例えば、監視端末1の校正チェック、送受信チェック、内部タイマ動作チェック等が挙げられる。
In the operation example 2, the
計測の起動は、監視対象(検出部30により検出されたアナログ電流値(AI値))の閾値に基づく起動(以下、AI起動)が実行される。このAI起動により定周期の計測処理を実行する。AI値の閾値が複数セットされ、段階的に計測周期及び送信周期の周期変更が可能である。例えば、環境に応じて計測周期若しくは送信周期が変更される。具体的な動作例を説明すると、監視端末1は、1cmの浸水を検出すると、計測周期10分、送信周期1時間のスケジュールで水位の計測と送信を実行する。そして、降雨が激しくなり、3cmの浸水を検出すると、計測周期1分、送信周期10分のスケジュールに変更する。その後、浸水が3cmを下回る降雨となると、計測周期1分から計測周期10分に変更し、さらに、浸水が1cm未満となると、通常の健全性チェック周期、例えば24時間周期に変更する。
The measurement is started based on the threshold value of the monitoring target (analog current value (AI value) detected by the detection unit 30) (hereinafter referred to as AI start). By starting this AI, a fixed cycle measurement process is executed. A plurality of AI value threshold values are set, and the measurement cycle and transmission cycle can be changed step by step. For example, the measurement cycle or the transmission cycle is changed according to the environment. Explaining a specific operation example, when the
前記内部タイマによる起動方式は、起動時に次回の起動時間をセットすることにより、起動周期が決定される。例えば、前記内部タイマにおいて、健全性チェック周期を設定する場合、所定の日付の時刻から翌日の同時刻がセットされると、「監視端末1の健全性チェック」の起動周期が24時間周期に設定される。 In the activation method using the internal timer, the activation cycle is determined by setting the next activation time at the time of activation. For example, when setting the sanity check cycle in the internal timer, when the same time on the next day is set from the time on a predetermined date, the activation cycle of "health check of monitoring terminal 1" is set to a 24-hour cycle. Will be done.
動作例2として、監視端末1自身の処理系だけで、定周期の周期変更を行えるようにした送信処理例は、以下のS201~S211の過程で実行される。
As an operation example 2, a transmission processing example in which the periodic cycle can be changed only by the processing system of the
S201:監視端末1のCPU部12は、起動要因が「タイマ起動」「AI起動」のいずれかであるかの判断を行う。前記起動要因が「AI起動」である場合、予め設定したAI値である浸水値の閾値越えの割込であることから、定周期計測を開始させる処理、S210の「定周期計測開始処理」に移行する。前記起動要因が「AI起動」割り込みでない場合、「タイマ起動」割込により、S203~S207の「計測処理」またはS208,S209の「健全性チェック」の過程に移行する。
S201: The
S202:監視端末1のモードが、先のタイミングで、S210で、定周期計測のための計測フラグがセットされた「タイマ起動」であれば、「計測処理」であるので、S203の「計測処理」の過程に移行する。一方、当該モード計測フラグがセットされていない「タイマ起動」であれば、「健全性チェック」であるので、S208の「健全性チェック」の過程に移行する。
S202: If the mode of the
S203:定周期計測が開始され、計測フラグがセットされた「タイマ起動」であれば、計測処理を実行する。すなわち、計測部3は定周期のタイマ起動によって起動した時刻の静電容量に基づく浸水深さの計測を実行する。
S203: If the fixed cycle measurement is started and the measurement flag is set to "timer start", the measurement process is executed. That is, the measuring
S204:前記計測された浸水深さの現在値と前回値との比較を行う。この浸水深さの現在値と前回値との間に所定の変化(例えば一定以上の浸水深さの増加)が認められない場合、監視端末1はスリープ状態となる。
S204: The current value of the measured inundation depth is compared with the previous value. When a predetermined change (for example, an increase in the inundation depth of a certain level or more) is not observed between the current value of the inundation depth and the previous value, the
S205:前記変化が認められた場合、一定以上の浸水深さの変化が観測されたことをサーバ6に送信する。例えば、0.5cm以上の変化量を確認した時、増加傾向を送信し、0.5cm未満の場合は、変化量が維持されていると見て送信を割愛しても良い方式とする。割愛することにより、通信トラフィックは削減され、低消費電力化にも貢献し、電池寿命の延命化にも効果が期待される。
S205: When the above change is observed, it is transmitted to the
S206:S204の比較が実行され、冠水レベルが緩和したと認められ、その送信処理が完了した後、緩和量から、予め設定した緩和値以下となることで、計測を終了させる場合、S207に移行する。緩和値以下を認められない場合は、計測を継続する。 S206: After the comparison of S204 is executed and it is recognized that the flooding level has been relaxed and the transmission process is completed, when the relaxation amount becomes less than the preset relaxation value and the measurement is terminated, the process shifts to S207. do. If no less than the relaxation value is found, continue the measurement.
S207:前記計測を停止するために、計測フラグをリセットし、定周期計測のタイマも初期化すること(健全性チェックの周期に戻すこと)により、計測を終了させる。その後、S211のスリープ処理に移行する。 S207: In order to stop the measurement, the measurement flag is reset and the timer for the constant cycle measurement is also initialized (returning to the sanity check cycle) to end the measurement. After that, the process shifts to the sleep process of S211.
S208:CPU部12は計測部3の健全性チェックを前記内部タイマに基づき周期的に実行する。
S208: The
S209:前記健全性チェックの結果は通信部4を介してサーバ6に送信される。
S209: The result of the sanity check is transmitted to the
S210:「AI起動」により、予め設定した閾値を超えたので、これより計測を行うこととして、計測フラグのセット、定周期計測のためのタイマ値にセットされる。前記内部タイマにおいては、健全性チェック周期、または定周期計測ための周期が設定される。例えば、前記内部タイマにおいて健全性チェック周期が24時間周期であった時、雨天時の冠水により予め設定したAI値越えによる「AI起動」により「計測モード」となった時点から、例えば、10分毎に浸水深さを計測する。この計測された浸水深さの値は予め設定された計測周期とサーバへの送信周期との関係において、同一周期での計測と送信処理の場合、纏め送信の場合などで、計測毎に通信部4を介してサーバ6に送信される。
S210: Since the threshold value set in advance has been exceeded by "AI activation", the measurement flag is set and the timer value for constant cycle measurement is set as the measurement is performed from this. In the internal timer, a sanity check cycle or a cycle for constant cycle measurement is set. For example, when the sanity check cycle is a 24-hour cycle in the internal timer, for example, 10 minutes from the time when the "measurement mode" is set due to the "AI start" due to the AI value exceeding the preset AI value due to flooding in rainy weather. Measure the inundation depth every time. This measured inundation depth value is the relationship between the preset measurement cycle and the transmission cycle to the server. In the case of measurement and transmission processing in the same cycle, in the case of collective transmission, etc., the communication unit is used for each measurement. It is transmitted to the
S211:健全性チェック、または、計測が終了すると、監視端末1はスリープ状態となる。
S211: When the soundness check or the measurement is completed, the
以後は、監視端末1の内部タイマにより設定された時刻になると、S201の起動割込が発生する。そして、S202にて計測モードで有ることが確認されると、S203の計測処理に移行する。一方、起動要因が計測モードでないと判断されると、S208の健全性チェックの過程に移行し、上述の周期な健全性チェックが実行され、その後、S211のスリープ状態となる。
After that, when the time set by the internal timer of the
(本実施形態の効果)
以上の監視端末1によれば、電力供給が太陽光パネル21のよるエネルギーハーベストにより実現するので、電池交換などの保守性が簡便化される。また、太陽光パネル21による二次電池20の充電が不十分な場合には、一次電池23によるバックアップ充電が行われるので監視端末1の保守性が向上する。特に、健全性チェックの過程において、バックアップの一次電池の監視されることにより、保守性がさらに向上する。
(Effect of this embodiment)
According to the
さらに、監視端末1は携帯電話網若しくは低電力広域通信網を介したサーバ6と通信により、監視端末1は自発的な計測周期変更を低廉に行うことができる。
Further, the
そして、監視端末1は、下り回線を介したサーバ6からの指令により計測周期変更が可能であるので、任意の周期で浸水モニタリングが可能となる。
Since the
また、計測部3は前記環境情報としての水位を静電容量計測方式に基づく計測により、浸水深さを求めることができるので、電気抵抗計測方式よりも堅牢及び低コストに浸水計測が可能となる。特に、計測部3の外筒が静電容量の計測に供される電極の一つとして利用されることにより、より低コストに計測が行える。
Further, since the
さらに、浸水深さと静電容量との線形的な関係により、オフセットとゲインの2点による近似が可能であり、監視端末1の健全性チェックの過程の後に、調整・再設定工程で、テーブルを更新することで、精度を向上させることができる。
Furthermore, the linear relationship between the inundation depth and the capacitance allows approximation by two points, offset and gain, and after the process of checking the sanity of the
尚、動作例1,2は、監視場所10が冠水時の浸水深さを監視対象としているが、浸水深さ以外の環境情報(例えば、気温、湿度、気圧、降雨強度、日射量等の気象情報または放射線量、放射能等の特殊環境情報)を監視対象としても適用が可能である。その際、計測部3の計測方式は監視される環境情報に応じて適用される。
In Operation Examples 1 and 2, the monitoring
1…監視端末
2…端末本体部
3…計測部、30…検出部、31…発振回路、32…駆動回路、33…変換回路、34…フィルタ増幅回路
4…通信部
5…情報表示部
6…サーバ
7…表示端末
11…電源部、20…二次電池、21…太陽光パネル、22…光発電回路、23…一次電池、24…電圧監視回路、25…バッテリチャージャ、26…電源回路
12…CPU部(制御部)
1 ... Monitoring terminal 2 ...
Claims (3)
この端末本体部に取り付け可能な前記環境情報を検出する計測部と、
前記端末本体部に取り付け可能である一方で前記計測部により検出された前記環境情報を外部に送信する通信部と、
前記計測部及び前記通信部に電力を供給する電源部と
を備え、
前記電源部は、
前記電力を供給する二次電池と、
この二次電池の充電を行う太陽光パネルと、
この太陽光パネルによる充電が不十分である場合に前記二次電池の充電に供される一次電池と、
を備え、
前記計測部は、前記環境情報として水位を静電容量方式により計測し、
前記計測部の外筒は、前記計測に供される電極の一つとして利用されること
を特徴とする監視端末。 The main body of the terminal installed in the monitoring place for environmental information,
A measurement unit that detects the environmental information that can be attached to the terminal body,
A communication unit that can be attached to the terminal body and transmits the environmental information detected by the measurement unit to the outside.
A power supply unit that supplies electric power to the measurement unit and the communication unit is provided.
The power supply unit
The secondary battery that supplies the power and
The solar panel that charges this secondary battery and
When the charging by the solar panel is insufficient, the primary battery used for charging the secondary battery and the primary battery
Equipped with
The measuring unit measures the water level as the environmental information by the capacitance method.
The outer cylinder of the measuring unit shall be used as one of the electrodes used for the measurement.
A monitoring terminal featuring.
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- 2018-06-26 JP JP2018120372A patent/JP7043991B2/en active Active
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